JP2704621B2 - Solid solution - Google Patents

Solid solution

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JP2704621B2
JP2704621B2 JP63012575A JP1257588A JP2704621B2 JP 2704621 B2 JP2704621 B2 JP 2704621B2 JP 63012575 A JP63012575 A JP 63012575A JP 1257588 A JP1257588 A JP 1257588A JP 2704621 B2 JP2704621 B2 JP 2704621B2
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    • G02F1/355Non-linear optics characterised by the materials used
    • G02F1/361Organic materials
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はゲスト/ホスト型の非線形光学材料として有
用な固溶体に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solid solution useful as a guest / host type nonlinear optical material.

[従来の技術] 近年、光第2高調波発生(SHG),光第3高調波発生
(THG),光位相共役,光双安定等の非線形光学応答が
固体,液体,気体のあらゆる物質で知られている。その
中でも、有機非線形光学材料の進歩は著しく、無機物よ
り2桁以上性能が良いものも見い出されている。しか
し、このような非線形光学材料の中で単結晶で非線形光
学効果の充分大きいものを得ることは技術的に困難であ
り、またコスト的にも高価になる。
[Prior Art] In recent years, nonlinear optical responses such as optical second harmonic generation (SHG), optical third harmonic generation (THG), optical phase conjugation, and optical bistable have been known for all solid, liquid and gaseous substances. Have been. Among them, the progress of organic nonlinear optical materials has been remarkable, and there have been found materials having better performance by at least two orders of magnitude than inorganic materials. However, it is technically difficult to obtain a single crystal having a sufficiently large nonlinear optical effect among such nonlinear optical materials, and it is expensive.

これに対して、蒸着法やキャピラリー中でのゾーンメ
ルティングによって薄膜状もしくはファイバー状の大き
な単結晶を得ることが試みられている。[ナヤー ビー
ケイ「エイ シー エス シンポジア」(Nayar,B.
K.;ACS sym.)153頁、1983年]。
On the other hand, attempts have been made to obtain large thin films or fibrous single crystals by vapor deposition or zone melting in a capillary. [Naya B.K., "AS CS Symposia" (Nayar, B.
K .; ACS sym.) 153, 1983].

しかし、非線形光学効果であるSHG,THGを効率よく得
るために必要な位相整合のとれた方位に単結晶を制御す
る事は難しい。
However, it is difficult to control the single crystal to a phase-matched orientation necessary for efficiently obtaining SHG and THG, which are nonlinear optical effects.

また、単結晶を用いるのではなく、結晶構造を制御す
るために、ホスト分子中に非線形光学定数の大きいゲス
ト化合物を入れて、電界又は磁界を印加して配向させる
方法が知られている。
Also, there is known a method in which a guest compound having a large nonlinear optical constant is put in a host molecule and an electric or magnetic field is applied to align the crystal in order to control the crystal structure instead of using a single crystal.

例えば、高分子液晶をホストとして、極性分子をゲス
トとして、高分子液晶の電場配向を利用して極性分子を
配列することが試みられ、電圧印加によりSHGが観測さ
れている[メレデス ジー アール等「マクロモレキュ
ルス」(Meredith,G.R.et al;Macromoleclules,)15,13
85頁、1982年]。
For example, an attempt has been made to arrange polar molecules using a polymer liquid crystal as a host and polar molecules as a guest by using the electric field orientation of the polymer liquid crystal, and SHG has been observed by applying a voltage [Meredes G. R. et al. Macromolecules ”(Meredith, GRet al; Macromolecules,) 15 , 13
85, 1982].

また、アモルファス高分子中に極性分子を配向させる
例としては、ポリメチルメタクリレート樹脂中にアゾ色
素を溶解して薄膜化した後、ガラス転移点以上に加熱
し、電圧を印加してアゾ色素分子を配列させながら冷却
してその構造を固定化することにより、6×10-9esuの
非線形光学定数が観測されている。[シンガー ケイ
ディー、ソーン ジェイ イー、ララマ エス ジェイ
「アプライド フィジックス レターズ」(Singer,K.
D.,Sohn,J.E.and Lalama,S.J;Appl.Phys.Lett.,)49,24
8頁、1986年]。
As an example of aligning polar molecules in an amorphous polymer, an azo dye is dissolved in a polymethyl methacrylate resin to form a thin film, and then heated to a temperature equal to or higher than the glass transition point, and a voltage is applied to the azo dye molecule to form a thin film. A non-linear optical constant of 6 × 10 −9 esu was observed by cooling the array while fixing the structure. [Singer Kay
Dee, Thorne Jee, Larama SJ "Applied Physics Letters" (Singer, K.
D., Sohn, JEand Lalama, SJ; Appl. Phys. Lett.,) 49 , 24
8, 1986].

他の関連技術としては、特開昭57−45519号公報,米
国特許第4,428,873号明細書等に高分子化合物を基体と
するものに非線形光学応答性有機化合物を加えることに
よって高分子非線形光学基体を得ることが記載されてい
る。また、特開昭62−84139号公報に記載されているよ
うに、アクリルアミド樹脂をホストポリマーとし、非線
形光学応答性有機化合物をゲストとした非線形光学基体
がある。さらに、特開昭62−246962号公報において、不
整中心を有する化合物をポリオキシアルキレンオキシド
・マトリックス中で成長させることが記載されている。
As another related art, a polymer nonlinear optical substrate is added by adding a nonlinear optically responsive organic compound to a polymer based substrate described in JP-A-57-45519 and U.S. Pat. No. 4,428,873. It is stated that it can be obtained. Further, as described in JP-A-62-84139, there is a nonlinear optical substrate in which an acrylamide resin is used as a host polymer and a nonlinear optically responsive organic compound is used as a guest. Further, JP-A-62-246962 describes that a compound having an asymmetric center is grown in a polyoxyalkylene oxide matrix.

さらに、電界結晶化の手法を用い、ポリオキシアルキ
レン・マトリックスをホストとして得られる非線形光学
材料は特願昭62−51786号、特願昭62−54439号等に記載
されている。
Further, non-linear optical materials obtained by using a polyoxyalkylene matrix as a host by using an electric field crystallization technique are described in Japanese Patent Application Nos. 62-51786 and 62-54439.

この様なポリマー系非線形光学材料は、非線形光学効
果をもたらす電子相互作用を保持した状態で薄膜化など
の加工性に優れており、デバイス化に適した材料であ
る。
Such a polymer-based nonlinear optical material is excellent in processability such as thinning while retaining an electron interaction that produces a nonlinear optical effect, and is a material suitable for device fabrication.

[発明が解決しようとする課題] 一般に、固溶体中のゲスト分子の含有量が多くなれ
ば、その量に比例して非線形光学効果は大きくなるが、
アクリル樹脂や通常のホモナイロンなどの高分子ポリマ
ーにゲストである低分子極性化合物を大量に、例えば、
少なくとも20重量%以上分子レベルに均一にブレンドす
ることは難しく、部分的にゲスト分子が相分離し、結晶
化を起こすなどの欠陥を生じることがある。
[Problems to be Solved by the Invention] Generally, as the content of the guest molecule in the solid solution increases, the nonlinear optical effect increases in proportion to the amount,
Large amounts of low molecular polar compounds that are guests to high polymers such as acrylic resin and ordinary homonylon, for example,
It is difficult to uniformly blend at least 20% by weight or more at the molecular level, and a guest molecule may partially undergo phase separation and cause defects such as crystallization.

また、この様なブレンドポリマーは、特に低分子極性
ゲストの含有量が多くなると、ポリマー自身の柔軟性が
失われ、機械的強度が大きく低下する傾向にあった。
Further, in such a blend polymer, particularly when the content of the low molecular polar guest increases, the flexibility of the polymer itself tends to be lost, and the mechanical strength tends to be greatly reduced.

また、2次の非線形光学効果について言えば、ゲスト
分子単体で分極率βが大きくとも、中心対称結晶であれ
ば従来のポリマーに混合してもSHG活性は無いか、示し
てもごくわずかである。そのため通例、フィルム状にし
て、電界又は、磁界をかけるか、延伸して配向させる必
要があった。
Regarding the second-order nonlinear optical effect, even if the polarizability β is large for a single guest molecule, if it is a centrally symmetric crystal, there is no SHG activity even if it is mixed with a conventional polymer, or it is negligible. . Therefore, it is usually necessary to form a film, apply an electric or magnetic field, or stretch and orient the film.

本発明は、この様な従来技術の問題点を解決するため
になされたものであり、その目的はホスト高分子化合物
中に、非線形性の大きな分極率を持つゲスト有機化合物
が容易にかつ均一に相溶し、またゲスト有機化合物の2
次および3次の非線形光学効果は、該ホスト高分子化合
物によるブレンドで低下することがなく、さらにゲスト
有機化合物が大量に含有されていても柔軟性を有し、機
械的強度と加工性に優れた新規な固溶体を提供すること
にある。
The present invention has been made to solve such problems of the prior art, and an object of the present invention is to easily and uniformly form a guest organic compound having a large non-linear polarizability in a host polymer compound. Compatible and 2 of guest organic compounds
The second-order and third-order nonlinear optical effects are not reduced by blending with the host polymer compound, and have flexibility even when a large amount of a guest organic compound is contained, and have excellent mechanical strength and workability. To provide a new solid solution.

また、本発明の他の目的は2次の非線形光学効果にお
いて、βが大きいがゲスト有機化合物単体では、中心対
称結晶であり、SHG活性を全く示さないゲスト有機化合
物を該ホスト高分子化合物にブレンドすることにより、
大きなSHG活性を発現させることができる固溶体を提供
することにある。
Another object of the present invention is to blend a guest organic compound having a large β in the second-order nonlinear optical effect but having a centrally symmetric crystal with a single guest organic compound and no SHG activity at all with the host polymer compound. By doing
An object of the present invention is to provide a solid solution capable of expressing a large SHG activity.

[課題を解決するための手段]及び[作用] すなわち、本発明は、共重合ナイロンからなるホスト
高分子化合物中に電子吸引基と電子供与基を併せもつゲ
スト有機化合物を含有してなり、該ゲスト有機化合物の
含有量がホスト高分子化合物100重量部に対して15〜90
重量部であることを特徴とする固溶体である。
[Means for Solving the Problems] and [Action] That is, the present invention comprises a host polymer compound comprising a copolymerized nylon and a guest organic compound having both an electron-withdrawing group and an electron-donating group. The content of the guest organic compound is 15 to 90 with respect to 100 parts by weight of the host polymer compound.
It is a solid solution characterized by being part by weight.

以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明において使用されるホスト高分子化合物は、共
重合ナイロンからなるものであり、通常のナイロン6や
ナイロン66等のホモナイロンは除外される。共重合ナイ
ロンは、2種以上のホモナイロンの原料(モノマー)を
混合して共重合することにより得られる。
The host polymer compound used in the present invention is made of copolymerized nylon, and excludes ordinary nylons such as nylon 6 and nylon 66. The copolymerized nylon is obtained by mixing and copolymerizing two or more types of homonylon raw materials (monomers).

モノマーの代表例としては、ナイロン6の原料である
ε−カプロラクタム、ナイロン11の原料である11アミノ
ウンデカン酸、ナイロン12の原料であるω−ラウロラク
タム、ナイロン66の原料であるヘキサメチレンジアミン
/アジピン酸塩、ナイロン610の原料であるヘキサメチ
レンジアミン/セバシン酸塩、ナイロン612の原料であ
るヘキサメチレンジアミン/ラウリン酸塩などがある。
Representative examples of monomers include ε-caprolactam, a raw material for nylon 6, 11-aminoundecanoic acid, a raw material for nylon 11, ω-laurolactam, a raw material for nylon 12, and hexamethylenediamine / adipin, a raw material for nylon 66. And hexamethylenediamine / sebacate, a raw material of nylon 610, and hexamethylenediamine / laurate, a raw material of nylon 612.

共重合ナイロンの例としては、ε−カプロラクタム,
ナイロン66塩,ナイロン610塩からなるナイロン6/66/61
0の3元共重合体やε−カプロラクタム,ナイロン66
塩,ω−ラウロラクタム,ナイロン610塩からなる6/66/
12/610の4元共重合体などがある。
Examples of copolymerized nylon include ε-caprolactam,
Nylon 6/66/61 consisting of nylon 66 salt and nylon 610 salt
0 terpolymer, ε-caprolactam, nylon 66
6/66 / consisting of salt, ω-laurolactam, and nylon 610 salt
12/610 quaternary copolymer.

本発明に使用される共重合ナイロンからなるホスト高
分子化合物の分子量は力学的強度の点から重量平均分子
量が5000以上、好ましくは1万〜30万であることが望ま
しい。
The molecular weight of the host polymer compound composed of copolymerized nylon used in the present invention is desirably a weight average molecular weight of 5,000 or more, preferably 10,000 to 300,000, from the viewpoint of mechanical strength.

本発明におけるホスト高分子化合物は、共重合ナイロ
ンのホモポリマーまたは共重合ナイロンに相溶するポリ
マーをブレンドして用いてもよい。ブレンドであるポリ
マーの例としては、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、ス
チレン共重合体、ポリエチレンオキサイド樹脂、ポリフ
ッ化ビニリデン共重合体などが挙げられる。
The host polymer compound in the present invention may be used by blending a homopolymer of copolymerized nylon or a polymer compatible with copolymerized nylon. Examples of the polymer that is a blend include an acrylic resin, a butyral resin, a styrene copolymer, a polyethylene oxide resin, and a polyvinylidene fluoride copolymer.

また、ブレンドする場合、全ブレンドホスト高分子化
合物に対し共重合ナイロンは少なくとも20重量%以上、
好ましくは50重量%以上を占めるものが望ましい。
Also, when blending, the copolymerized nylon is at least 20% by weight or more based on all the blended host polymer compounds,
Preferably, it accounts for 50% by weight or more.

次に、本発明のゲストホスト型固溶体に使用されるゲ
スト有機化合物は分子中に電子吸引基と電子供与基を併
せもつ電荷非対称性電子構造を有する化合物で、一般に
分子量約1000以下の低分子化合物である。
Next, the guest organic compound used in the guest-host type solid solution of the present invention is a compound having a charge asymmetric electronic structure having both an electron-withdrawing group and an electron-donating group in the molecule, and is generally a low-molecular compound having a molecular weight of about 1,000 or less. It is.

好適なゲスト有機化合物の例としては、次のようなも
のが挙げられる。
Examples of suitable guest organic compounds include the following.

ゲスト有機化合物の例 (1) (H2N)2CO 本発明におけるゲスト/ホスト型固溶体は、ホスト高
分子化合物と、電子吸引基と電子供与基を併せもつゲス
ト有機化合物とを共通の溶媒に溶解させ、次いで溶媒を
除去することによって製造することができる。好適な溶
媒としては、メタノール,エタノール,プロパノールや
トリエン,ベンゼン,メチレンクロリド,1,4ジオキサン
などがある。
Examples of guest organic compounds (1) (H 2 N) 2 CO The guest / host type solid solution in the present invention can be produced by dissolving a host polymer compound and a guest organic compound having both an electron-withdrawing group and an electron-donating group in a common solvent, and then removing the solvent. . Suitable solvents include methanol, ethanol, propanol, triene, benzene, methylene chloride, 1,4 dioxane, and the like.

さらに別な方法としては、固溶体はゲスト成分とホス
ト成分とを混合し、この混合物を溶融相になるまで加熱
することによっても製造できる。この溶融相を室温まで
冷却すると均質な固溶体が得られる。ゲスト有機化合物
はホスト高分子化合物100重量部に対し少なくとも約15
重量部、好ましくは15〜90重量部の量で存在させる。一
般にゲスト成分を増やせば非線形性は増大する。本発明
の共重合ナイロンをホスト高分子とした固溶体は、ゲス
ト成分が増大しても柔軟で力学的強度にすぐれている。
As a further alternative, the solid solution can be prepared by mixing the guest component and the host component and heating the mixture to a molten phase. When this molten phase is cooled to room temperature, a homogeneous solid solution is obtained. The guest organic compound is at least about 15 per 100 parts by weight of the host polymer compound.
Parts by weight, preferably 15 to 90 parts by weight. Generally, the non-linearity increases as the guest component increases. The solid solution using the copolymerized nylon of the present invention as a host polymer has flexibility and excellent mechanical strength even when the guest component is increased.

一方、例えばナイロン6やナイロン66等のホモナイロ
ンと固溶体を作製しても均一な力学的強度のある固溶体
は得られない。この理由の1つとして、ホモナイロンに
比べ共重合ナイロンは結晶性が低下しているため、ゲス
ト有機分子に対し相溶性が増し、かつ柔軟性を保持でき
るものと考えられる。
On the other hand, even if a solid solution is prepared with a homonylon such as nylon 6 or nylon 66, a solid solution having uniform mechanical strength cannot be obtained. As one of the reasons, it is considered that copolymerized nylon has lower crystallinity than homonylon, so that compatibility with guest organic molecules is increased and flexibility can be maintained.

本発明の固溶体は、一般にSHGおよびTHGのような超分
極テンソル特性,光位相共役,光双安定等の非線形光学
応答を示す材料である。特に、SHGに関して言えば、p
−ニトロアニリンのようにゲスト有機化合物が中心対称
結晶であり、単体では全くSHG活性を示さなくても、共
重合ナイロンにブレンドするだけで大きな、かつ均一な
SHG活性を発現しうることを意外にも見い出すことがで
きた。従来、この理由の1つとしてゲスト分子に対し、
共重合ナイロンが分子間の強い相互作用を及ぼしゲスト
分子の中心対称性を取りにくくしているのではないかと
考えられる。
The solid solution of the present invention is generally a material exhibiting non-linear optical response such as hyperpolarization tensor characteristics, optical phase conjugation, optical bistable like SHG and THG. In particular, when it comes to SHG, p
-The guest organic compound is a centrally symmetric crystal like nitroaniline, and even if it shows no SHG activity by itself, it is large and uniform only by blending it with copolymerized nylon.
It was surprisingly found that SHG activity could be expressed. Conventionally, one of the reasons for this is for guest molecules,
It is considered that the copolymerized nylon exerts a strong interaction between molecules and makes it difficult to maintain the central symmetry of the guest molecule.

このことは、従来2次の非線型効果を発現させるため
には、中心対称性結晶でないことが必須の条件である
が、高い分極率をもつ化合物ほど中心対称性をとりやす
くなる傾向にある。そのため、この中心対称性をくずす
方法として、非対称位置への置換基の導入等の工夫がな
されてきたが、本発明のゲスト/ホスト固溶体では、中
心対称結晶性のゲスト有機化合物でも、適用することが
できる。
For this reason, in order to exhibit the second-order nonlinear effect in the related art, it is an essential condition that the crystal is not a centrosymmetric crystal. However, a compound having a higher polarizability tends to have a higher central symmetry. Therefore, as a method of destroying the central symmetry, a device such as introduction of a substituent into an asymmetric position has been devised. However, in the guest / host solid solution of the present invention, a guest organic compound having a centrally symmetric crystalline structure can be applied. Can be.

本発明によれば、この固溶体を薄膜状にしてレーザ光
を照射し、SHGもしくはTHGによる高調波を散乱により得
ることができ、表示を行うことができる。この場合、ゲ
スト分子単体で対称中心結晶をもつゲスト有機化合物を
用いても、本発明の固溶体は電界もしくは磁界による配
向を必要とせず、散乱光の大きな高調波を得ることがで
きる。
According to the present invention, the solid solution can be formed into a thin film and irradiated with a laser beam to obtain a harmonic by SHG or THG by scattering, and display can be performed. In this case, even if a guest organic compound having a symmetric center crystal is used as a guest molecule alone, the solid solution of the present invention does not require orientation by an electric field or a magnetic field, and can obtain a large harmonic of scattered light.

一方、薄膜導波路や、ファイバーとして、透過光のSH
G,およびTHGを利用する場合は、位相整合する必要があ
り、電界,磁界,延伸等によりゲスト分子を分子配向さ
せることにより達成される。具体的には、フィルム化し
た固溶体をホストポリマーのガラス転移温度Tgより高温
に加熱し、更に好ましくは結晶分散温度近傍まで加熱
し、次に電界,磁界もしくは延伸しながら、Tg付近又は
Tgより低温まで冷却すると、ゲスト分子の分子配向が構
造的に固定される。
On the other hand, as a thin film waveguide or fiber,
When using G and THG, it is necessary to perform phase matching, and this can be achieved by orienting guest molecules by electric field, magnetic field, stretching or the like. Specifically, the solid solution formed into a film is heated to a temperature higher than the glass transition temperature Tg of the host polymer, more preferably to a temperature close to the crystal dispersion temperature, and then an electric field, a magnetic field or stretching, and a temperature around the Tg or
When cooled to a temperature lower than Tg, the molecular orientation of the guest molecule is structurally fixed.

このホスト/ゲスト固溶体中の分子配向性はX線回折
分析により確認できる。
The molecular orientation in the host / guest solid solution can be confirmed by X-ray diffraction analysis.

[実施例] 次に、本発明の詳細を実施例にもとづき説明する。[Examples] Next, details of the present invention will be described based on examples.

実施例1 本発明による固溶体の製造を例示する。6/66/12/610
のナイロン4元共重合体(東レ(株)製、CM8000)10重
量部にエチルアルコール50重量部、さらにp−ニトロア
ニリン2.5重量部を加え、撹拌しながら65℃まで加温
し、溶解する。
Example 1 The production of a solid solution according to the present invention is illustrated. 6/66/12/610
To 10 parts by weight of a nylon quaternary copolymer (CM8000, manufactured by Toray Industries, Inc.), 50 parts by weight of ethyl alcohol and 2.5 parts by weight of p-nitroaniline are added, and the mixture is heated to 65 ° C. with stirring to dissolve.

上記均一混合溶液をガラス基板上にキャストし、60℃
まで加温して溶媒を除去し、厚み約300μmのフィルム
状の均一なホスト/ゲスト型固溶体を得た。
Cast the above homogeneous mixed solution on a glass substrate,
The solvent was removed by heating to obtain a uniform host / guest type solid solution in the form of a film having a thickness of about 300 μm.

このフィルム状の固溶体は力学的に強度があり、かつ
柔軟性をかねそなえており、取扱いに特別な注意は不必
要であった。
This film-like solid solution was mechanically strong and had flexibility, and no special attention was required for handling.

[SHG強度の測定] 次に、実施例1で得た固溶体の非線形光学効果を調べ
るためにSHG強度の測定を行った。
[Measurement of SHG Intensity] Next, SHG intensity was measured in order to examine the nonlinear optical effect of the solid solution obtained in Example 1.

光源には、Nd:YAGレーザーを用いて、波長1.06μmの
光(出力3mJ/パルス,繰返し10Hz)を照射し、発生する
SHG光(0.53μm)の強度をフォトマルチプライヤーに
よって観測した。
Using a Nd: YAG laser as the light source, it emits light with a wavelength of 1.06 μm (output 3 mJ / pulse, repetition 10 Hz)
The intensity of SHG light (0.53 μm) was observed with a photomultiplier.

結果は次の表1に示すように、ゲスト分子単体ではSH
Gを示さないが、ホスト/ゲスト型固溶体では強いSHGが
観測された。
The results are shown in Table 1 below, where the guest molecule alone was SH
Although G was not shown, strong SHG was observed in the host / guest type solid solution.

表1において強度は尿素を1とする相対強度を示す。 In Table 1, the intensity indicates a relative intensity with urea being 1.

実施例2 実施例1と同様の共重合ナイロン10重量部に対し、ゲ
スト有機化合物としてN,N−ジメチル−p−ニトロベン
ゼン2重量部をエタノール溶媒中に混合し、キャストし
て加熱により溶媒を留去し、厚み約100μmの均一なホ
スト/ゲスト型固溶体を製造した。
Example 2 2 parts by weight of N, N-dimethyl-p-nitrobenzene as a guest organic compound were mixed with 10 parts by weight of the same copolymerized nylon as in Example 1 in an ethanol solvent, cast, and the solvent was distilled off by heating. Then, a uniform host / guest type solid solution having a thickness of about 100 μm was produced.

次に、ガラス基板にアルミニウムを蒸着したものへ実
施例2で得た固溶体をベンゼン中に溶解したものをスピ
ンコートし、60℃に保ちつつ蒸発乾固したところ、均一
なフィルムがえられた。更に、アルミニウムを蒸着して
導波路型非線形光学素子を得た。この素子を80℃に昇温
し、上下のアルミニウム電極に500V/cmの電界を印加し
つつ室温まで冷却した。
Next, a solution obtained by dissolving the solid solution obtained in Example 2 in benzene was spin-coated on a glass substrate obtained by evaporating aluminum and evaporated to dryness while maintaining the temperature at 60 ° C., whereby a uniform film was obtained. Further, aluminum was evaporated to obtain a waveguide type nonlinear optical element. The temperature of the device was raised to 80 ° C., and the device was cooled to room temperature while applying an electric field of 500 V / cm to the upper and lower aluminum electrodes.

この非線形光学素子にNd−YAGレーザ(波長1.064μ
m)を集光して照射したところ、光第2高調波(波長0.
532μm)の発生がフォトマルチプライヤーによって観
測された。
This Nd-YAG laser (wavelength 1.064μ)
m) is condensed and irradiated, and the second harmonic of the light (wavelength 0.
532 μm) was observed by a photomultiplier.

実施例3 実施例1と同様の共重合ナイロン10重量部に対し、ゲ
スト有機化合物として4−アミノベンゾニトリル2重量
部をエタノール溶媒100重量部中に加熱溶解する。その
溶液をキャストして加熱により溶媒を留去し、厚み約10
0μmの均一なホスト/ゲスト型固溶体を製造した。
Example 3 To 10 parts by weight of the same copolymerized nylon as in Example 1, 2 parts by weight of 4-aminobenzonitrile as a guest organic compound was dissolved by heating in 100 parts by weight of an ethanol solvent. The solution was cast and the solvent was distilled off by heating.
A uniform host / guest type solid solution of 0 μm was produced.

次に、ガラス基板にアルミニウムを蒸着したものへ実
施例3で得た固溶体をベンゼン中に溶解したものをスピ
ンコートし、60℃に保ちつつ蒸発乾固したところ、均一
なフィルムがえられた。更に、アルミニウムを蒸着して
導波路型非線形光学素子を得た。この素子を80℃に昇温
し、上下のアルミニウム電極に500V/cmの電界を印加し
つつ室温まで冷却した。
Next, a solution obtained by dissolving the solid solution obtained in Example 3 in benzene was spin-coated on a glass substrate obtained by evaporating aluminum, and evaporated to dryness while maintaining the temperature at 60 ° C., whereby a uniform film was obtained. Further, aluminum was evaporated to obtain a waveguide type nonlinear optical element. The temperature of the device was raised to 80 ° C., and the device was cooled to room temperature while applying an electric field of 500 V / cm to the upper and lower aluminum electrodes.

この非線形光学素子にNd−YAGレーザ(波長1.064μ
m)を集光して照射したところ、光第2高調波(波長0.
532μm)の発生がフォトマルチプライヤーによって観
測された。
This Nd-YAG laser (wavelength 1.064μ)
m) is condensed and irradiated, and the second harmonic of the light (wavelength 0.
532 μm) was observed by a photomultiplier.

実施例4 実施例1と同様の共重合ナイロン7重量部にブチラー
ル樹脂(積水化学(株)製、BL−1)3重量部、さらに
p−ニトロアニリン2.5重量部をエチルアルコール50重
量部に加え撹拌しながら65℃まで加温し溶解する。
Example 4 To 7 parts by weight of the same copolymerized nylon as in Example 1, 3 parts by weight of a butyral resin (BL-1 manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) and 2.5 parts by weight of p-nitroaniline were added to 50 parts by weight of ethyl alcohol. Heat to 65 ° C with stirring to dissolve.

上記均一混合溶液をガラス基板上にキャストし、60℃
まで加温して溶媒を除去し、厚み約300μmのフィルム
上の均一なホスト/ゲスト型固溶体を得た。
Cast the above homogeneous mixed solution on a glass substrate,
The solvent was removed by heating to obtain a uniform host / guest type solid solution on a film having a thickness of about 300 μm.

このフィルム上の固溶体は力学的に強度があり、かつ
柔軟性をかねそなえており、取扱いに特別な注意は不必
要であった。
The solid solution on the film was mechanically strong and flexible, and no special attention was required for handling.

次に、このホストゲスト固溶体にNd−YAGレーザ(波
長1.064μm)を照射したところ、粉末法による尿素の
約10倍の強度のSHGがフォトマルチプライヤーによって
観測された。
Next, when this host-guest solid solution was irradiated with an Nd-YAG laser (wavelength: 1.064 μm), SHG having about 10 times the intensity of urea by the powder method was observed by a photomultiplier.

実施例5 6/66/610のナイロン3元共重合体(東レ(株)製、CM
4000)10重量部にエチルアルコール50重量部、さらにp
−ニトロアニリン2.5重量部を加え、撹拌しながら65℃
まで加温し、溶解する。
Example 5 Nylon terpolymer of 6/66/610 (manufactured by Toray Industries, Inc., CM
4000) 10 parts by weight of 50 parts by weight of ethyl alcohol and p
-Add 2.5 parts by weight of nitroaniline, and stir at 65 ° C
Warm up and dissolve.

上記均一混合溶液をガラス基板上にキャストし、60℃
まで加温して溶媒を除去し、厚み約300μmのフィルム
上の均一なホスト/ゲスト型固溶体を得た。
Cast the above homogeneous mixed solution on a glass substrate,
The solvent was removed by heating to obtain a uniform host / guest type solid solution on a film having a thickness of about 300 μm.

このフィルム状の固溶体は力学的に強度があり、かつ
柔軟性をかねそなえており、取扱いに特別な注意は不必
要であった。
This film-like solid solution was mechanically strong and had flexibility, and no special attention was required for handling.

次に、このホストゲスト固溶体にNd−YAGレーザ(波
長1.064μm)を照射したところ、粉末法による尿素の
約16倍の強度のSHGがフォトマルチプライヤーによって
観測された。
Next, when this host guest solid solution was irradiated with an Nd-YAG laser (wavelength: 1.064 μm), SHG having about 16 times the intensity of urea by the powder method was observed by a photomultiplier.

[発明の効果] 以上説明した様に、本発明によれば共重合ナイロンか
らなるホスト高分子化合物中に電子吸引基と電子供与基
を併せもつゲスト有機化合物が大量に、かつ均一に相溶
したホスト/ゲスト型固溶体を提供することができ、そ
の固溶体は機械的強度、加工性に優れており、デバイス
化に適している。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a large amount of a guest organic compound having both an electron-withdrawing group and an electron-donating group is uniformly dissolved in a host polymer compound composed of copolymerized nylon. A host / guest type solid solution can be provided, and the solid solution has excellent mechanical strength and workability, and is suitable for device fabrication.

また、大きな非線形性をもつが、単体では中心対称結
晶を形成しやすくSHG活性を有しないゲスト有機化合物
であっても、ホスト高分子化合物とブレンドし、固溶体
とするだけで均一で大きなSHG活性が発現できる。
In addition, even a guest organic compound that has large nonlinearity but easily forms a centrally symmetric crystal by itself and does not have SHG activity, uniform and large SHG activity can be achieved simply by blending with a host polymer compound to form a solid solution. Can be expressed.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】共重合ナイロンからなるホスト高分子化合
物中に電子吸引基と電子供与基を併せもつゲスト有機化
合物を含有してなり、該ゲスト有機化合物の含有量がホ
スト高分子化合物100重量部に対して15〜90重量部であ
ることを特徴とする固溶体。
1. A host polymer compound comprising a copolymerized nylon, comprising a guest organic compound having both an electron-withdrawing group and an electron-donating group, wherein the content of the guest organic compound is 100 parts by weight of the host polymer compound. 15 to 90 parts by weight of the solid solution.
【請求項2】前記ゲスト有機化合物が単体でSHG特性を
示さない中心対称結晶をもつ化合物である請求項1記載
の固溶体。
2. The solid solution according to claim 1, wherein the guest organic compound is a compound having a centrally symmetric crystal which does not exhibit SHG characteristics by itself.
【請求項3】前記ホスト高分子化合物に、共重合ナイロ
ンのホモポリマー又は前記共重合ナイロンに相溶するポ
リマーをブレンドして用いる請求項1記載の固溶体。
3. The solid solution according to claim 1, wherein the host polymer compound is blended with a homopolymer of a copolymerized nylon or a polymer compatible with the copolymerized nylon.
【請求項4】前記共重合ナイロンが3元共重合ナイロン
又は4元共重合ナイロンである請求項1記載の固溶体。
4. The solid solution according to claim 1, wherein the copolymer nylon is a terpolymer nylon or a quaternary nylon.
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